DE2331591B2 - Procedure for the transmission of underwater signals - Google Patents
Procedure for the transmission of underwater signalsInfo
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Description
F i g. 3 ein Schema darstellt, das mehrere Ausbreitungsstrecken unter Wasser und zwischen einem Sender einerseits in Nahe der Oberfläche und einem Empfänger andererseits am Grunde des Meeres zeigt,F i g. Figure 3 illustrates a scheme showing multiple propagation paths under water and between a transmitter on the one hand near the surface and a Receiver on the other hand shows at the bottom of the sea,
J i g. 4 die zeitabhängigen Änderungen der Trügerfrequenz bei Sendung und bei Empfang aufzeigt,J i g. 4 the time-dependent changes in the carrier frequency shows when sending and receiving,
F i g. 5 einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer zeigt, der in dem in F i g. I gezeigten Sender verwendet wird undF i g. 5 shows a voltage / frequency converter, in the in F i g. I used the transmitter shown and
F i g. 6 in detaillierterer Form den in Fig. 1 dargestellten Empfänger zeigt.F i g. 6 that shown in FIG. 1 in more detail Receiver shows.
F i g. 1 stellt einen Sender 1 dar, der die zu übertragenden Informationssignale auf einer Klemme 2 empfängt und der Ultmschall-Frequenzsignale auf einen Wandler 3 überträgt, dessen Aufgabe darin liegt. Ultraschallwellen in ein flüssiges Medium zu übertragen, das durch den Pfeil 4 dargestellt wird; ferner einen Empfänger 5, der mil einem Ultraschallwellen-Wandler 6 ausgerüstet ist, um die durch 3 abgestrahlten Ultraschallwellen zu empfangen, wonach die gleichgerichteten Signale einer Ausgangsklemme 7 für Informationssignale übertragen werden.F i g. 1 shows a transmitter 1 which receives the information signals to be transmitted on a terminal 2 and which transmits ultrasonic frequency signals to a transducer 3, the task of which is therein. Transmitting ultrasonic waves into a liquid medium represented by arrow 4; further a receiver 5 using an ultrasonic wave transducer 6 is equipped to receive the ultrasonic waves emitted by 3, after which the rectified Signals from an output terminal 7 for information signals are transmitted.
l-ntsprechend dem erfindungsgemäß-n System umfain der Sender 1 einen Oszillator 8, dessen Frequenz sie!; nach einem linear verlaufenden Gesetz ändert und df.'ii ein Modulator 9 und ein Leistungsverstärker 10 tut '-geschaltet ist. dessen Ausgang mit dem Wandler 3 vci. anden ist. Die auf die Klemme 2 übertragenen In: irmationssignale werden in einer Schaltung 11 verarbeitet, bei der es sich beispielsweise um einen Analog/Digital-Umsetzer handeln kann, der die auf die Klemme 2 übertragenen Analog-Information in eine kodierte Impulsfolge umwandelt, die anschließend dem Modulator 9 übertragen wird. Darüber hinaus ist ein Taktgeber 12 mit dem Zweck vorgesehen, die Synchronisierung des Oszillators 8 und den Betrieb des Umsetzers 11 zu gewährleisten.In accordance with the system according to the invention the transmitter 1 an oscillator 8, the frequency of which you !; changes according to a linear law and df.'ii a modulator 9 and a power amplifier 10 tut 'is switched. whose output to the converter 3 vci. andes is. The transferred to terminal 2 In: irmationssignale are processed in a circuit 11, which is, for example, a Analog / digital converter can act, which converts the analog information transmitted to terminal 2 into converts a coded pulse train, which is then transmitted to the modulator 9. Furthermore a clock generator 12 is provided with the purpose of synchronizing the oscillator 8 and the operation of the To ensure converter 11.
Der Empfänger 5 umfaßt einen Analog-Vervielfacher 13, von dem ein Eingang mit dem Wandler 6 verbunden ist und dem ein Bandpaßfilter folgt (Filter 14), dem wiederum ein Demodulator Gleichrichter 15 nachgeschaltet ist. Der zweite Eingang des Vervielfachers 13 ist mit dem Ausgang eines Ortsoszillators 16 verbunden, dessen Frequenz sich nach der gleichen linearen Beziehung wie der des Oszillators 8 ändert.The receiver 5 comprises an analog multiplier 13, one input of which is connected to the converter 6 connected and followed by a bandpass filter (filter 14), which in turn is followed by a demodulator rectifier 15. The second input of the multiplier 13 is connected to the output of a local oscillator 16, the frequency of which is the same linear relationship like that of the oscillator 8 changes.
Im Sender 1 überträgt ein Synchronisierungssignalgenerator 17 dem Verstärker 10 Synchronisierungssignale, die im Empfänger 5 in einem Filter 18 ausgesiebt werden, dem eine logische Schaltung 19 nachgeschaltet ist, die die Synchronisierungssignale dem Ortsoszillator 16 in der Form überträgt, daß seine Frequenzänderung mit der des Oszillators 8 synchronisiert wird. Der Generator 17 ist darüber hinaus mit dem Taktgeber 12 verbunden. Bevor die Betriebsweise der Schaltungen der Sender 1 und des Empfangers 5 im einzelnen beschrieben wird, soll entsprechend der Darstellung der F i g. 5 der Fall einer übertragung beschrieben werden, die zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 5 in einer bestimmten Horizontalentfernung r und einer Tiefe h stattfindet, wobei der Wert für »r« wesentlich größer ist als der Wert für »/i« (der Sender 1 wird hierbei an der Oberfläche des Meeres befindlich angenommen, der Empfänger 5 am Grund). Unter diesen Voraussetzungen sind zwischen 1 und 5 mehrere öbertragungs- bzw. Ausbreitungsstrecken möglich. In the transmitter 1, a synchronization signal generator 17 transmits synchronization signals to the amplifier 10, which are filtered out in the receiver 5 in a filter 18, which is followed by a logic circuit 19 which transmits the synchronization signals to the local oscillator 16 in such a way that its frequency change with that of the oscillator 8 is synchronized. The generator 17 is also connected to the clock generator 12. Before the mode of operation of the circuits of the transmitter 1 and of the receiver 5 is described in detail, as shown in FIG. 5 describes the case of a transmission that takes place between the transmitter 1 and the receiver 5 at a certain horizontal distance r and a depth h , the value for "r" being significantly greater than the value for "/ i" (the transmitter 1 is assumed to be on the surface of the sea, the receiver 5 on the bottom). Under these conditions, between 1 and 5, several transmission or propagation routes are possible.
Beim Empfang durch den Empfänger 5 ergibt sich der Winke! θο der direkten Ausbreitungsstrecke durch die Beziehung:When receiving it by the receiver 5, the angle results! θο the direct propagation distance through the relationship:
Ma = arc tg Ma = arc tg
h'H'
Somit ergibt sich gleichfalls für den Einfallswinkel Ho des η-ten Stör-Ausbreitungsweges (in Fig. 3 η = 2):This also results for the angle of incidence Ho of the η-th interference propagation path (in Fig. 3 η = 2):
π = arc tg ~Ρ)~~τ~ϊττΓ ■ π = arc tg ~ Ρ) ~~ τ ~ ϊττΓ ■
Die Länge des optischen Weges der direkten Ausbreitungsstrecke wird durch folgende Beziehung gegeben: The length of the optical path of the direct path of propagation is given by the following relationship:
h zo = h zo =
cos Ho cos Ho
Somit ergibt sich gleichfalls für den n-ten Stör-Ausbreitungsweg: This also results for the nth disturbance propagation path:
(2 ii + Vi H (2 ii + Vi H
zn = . zn = .
cos Wncos Wn
as Der Energieverlust (ohne Berücksichtigung der Absorption) ergibt sich aus der ausreichend bekannten Beziehung:as The energy loss (without taking into account the Absorption) results from the well-known relationship:
H = 20 log zn + ti R , H = 20 log zn + ti R ,
wobei II in dB. _/i in Metern und R als Koeffizient ausgedrückt werden, der vom Einfallswinkel und von der Art der Bestandteile abhängt, aus denen sich der Grund des Meeres zusammensetzt.where II in dB. _ / i can be expressed in meters and R as a coefficient that depends on the angle of incidence and on the nature of the elements that make up the seabed.
Somit ergibt sich beispielsweise für r = 2000 m und /; = 80 m die folgende Wertetabellc:Thus, for example, for r = 2000 m and /; = 80 m the following table of values:
Verzögerung delay
8,1
25
49,8
82.3528.1
25th
49.8
82,352
DieseTabelle zeigt auf. daß unter der Voraussetzung, Strecken vernachlässigen zu können, deren Pegel um zumindest 3 dB abgeschwächt sind, darüber hinaus noch drei Ausbreitungsstrecken verbleiben, die berücksichtigt werden müssen. Außerdem ist festzustellen, daß die dritte Ausbreitungsstreckc gegenüber der ersten eine Verzögerung von 25 ms aufweist.This table shows. that under the condition To be able to neglect routes, the level of which is at least 3 dB attenuated, beyond that there are still three propagation paths left that must be taken into account. It should also be noted that that the third propagation stretch has a delay of 25 ms compared to the first.
Es ließe sich ohne weiteres nachweisen, daß eine einfache Amplitudenmodulation zu einem Empfang führen würde, der durch Rekombinationen von Signalen unter-chiedlicher Ausbreitungsstrecken gestört wäre oder zumindest die Modulation erschweren würde, die durch eine ausreichend redundante Impulskodierung von der Art eines Kode mit Fehlerkorrektur übertragen wird. Außerdem wirre ohne weiteres zu erkennen, daß die Kohärenz einer herkömmlichen Frequenzmodulation durch die Rekombinationen zerstört würde.It could easily be demonstrated that a simple amplitude modulation leads to a reception that would be disturbed by recombinations of signals from different propagation paths would be or at least make the modulation more difficult, which would be made by a sufficiently redundant pulse coding of the type of error-corrected code is transmitted. In addition, confused without further ado recognize that the coherence of a conventional frequency modulation is destroyed by the recombinations would.
Die Darstellung der F i g. 4 läßt in einfacher Weise die Betriebsform des erfindungsgemälien Übertragungssystems erkennen.The representation of the F i g. 4 leaves the operating mode of the transmission system according to the invention in a simple manner recognize.
Die in I' i g. 4 gezeigte Kurve 20 stellt in Abhängigkeit von der /eil t die Änderung der Frequenz des Trägers am Ausgang der .Schaltung 8 des Senders I dar. Diese Änderung weist Siigezahnform der Periode T auf. d. h.. daß hei jedem Frequenzzyklus die Frequenz linear von FO auf FS ansteigt: anschließend wird diese sehr schnell auf die Irequen/ FO geführt und bleibt während eines kurzen Zeitintervalls konstant und gleich dem Wert FO. Im Anschluß daran wird der Frequenzänderungszyklus wieder aufgenommen.The in I'i g. The curve 20 shown in FIG. 4 represents the change in the frequency of the carrier at the output of the circuit 8 of the transmitter I as a function of the / eil t. ie. that in each frequency cycle the frequency rises linearly from FO to FS : then this is fed very quickly to the Irequen / FO and remains constant and equal to the value FO for a short time interval. The frequency change cycle is then resumed.
Die in F i g. 4 gezeigte Kurve 21 zeigt in Abhängigkeit von der Zeit l die Änderung der Frequenz Fr des aus dem Ortsoszillator 16 des Empfängers 5 austretenden Signals. Die Änderungen dieser Frequenz weisen ebenfalls Sägez.ahnform auf. und zwar bei einer Frequenz, die von FRO auf FRS ansteigt (wobei das Ansteigen linear verläuft), wonach eine schnelle Rückkehr zur Frequenz FRO und anschließend ein kurzes Zeitintervall folgt, während dem die Frequenz konstant und gleich dem Wert von FRO bleibt. Die Periode der Änderungen der Frequenz FR ist gleich der Periode T der Änderung der Frequenz F. Andererseits ist die Frequenzablage zwischen FRS und FRO gleich der. die zwischen FS und FO besteht.The in F i g. The curve 21 shown in FIG. 4 shows the change in the frequency Fr of the signal emerging from the local oscillator 16 of the receiver 5 as a function of the time l. The changes in this frequency also have a sawtooth shape. at a rate increasing from FRO to FRS (the rise being linear), followed by a rapid return to the rate FRO and then a short time interval during which the rate remains constant and equal to the value of FRO. The period of the changes in the frequency FR is equal to the period T of the change in the frequency F. On the other hand, the frequency deviation between FRS and FRO is equal to. which exists between FS and FO.
Auf der Kurve 2 wurde ein Punkt 22 angegeben. dereinen Empfangszeitpunkt im Empfänger 5darstellt. Zu diesem Zeitpunkt empfängt der Wandler 6 von 5 die Signale, die vom Wandler 3 her über mehrere Ausbreitungsstrecken eintreffen. Da diese Ausbreitungsstrecken unterschiedliche Längen aufweisen. wurden die einzelnen bzw. unterschiedlichen und zum Zeitpunkt 22 empfangenen Signale durch 3 zu verschiedenen Zeitpunkten ausgesendet, so z. B. zum Zeitpunkt 23. was das Signal anlangt, das auf 6 über die Direktausbreilungsstrecke eintrifft oder zum Zeilpunkt 24. was das Signal betrifft, das bei 6 nach zwei Reflexionen ankommt bzw. zum Zeitpunkt 25. was ein Signal betrifft, das bei 6 nach mehr als zwei Reflexionen ankommt. Zum Zeitpunkt 23 hatte der von 8 ausgehende Träger die Frequenz Fl. zum Zeitpunkt 24 die Frequenz F2 und zum Zeitpunkt 25 die Frequenz F3. Wenn die durch 6 empfangenen Signale den Analog-Vervielfacher bzw. den Mischer 13 durchlaufen, lassen diese Frequenzschwebungen mit der Frequenz des Ortsoszillators 16 zum Zeitpunkt 22. d. h. FR. auftreten. Demnach ergibt sich am Ausgang 13 ein Frequenzschwebungs-Signal von Fl FR. ein zweites Frequenzschwebungssignal F2 — FR und ein drittes bei der Frequenz F3 FR. Das Filter 14 ist beispielsweise aufdieSchwebungsfrequenz Fl —FR zentriert. Somit ergibt sich am Ausgang lediglich die Komponente des Signals, das dem Direktübertragungsweg bzw. -strecke entspricht. Auf diese Weise wurde innerhalb des erfindungsgemäß aufgebauten Systems eine Trennung von Signalen vorgenommen, die sich auf unterschiedlichen Ausbreitungsstrecken fortgepflanzt haben.A point 22 was indicated on curve 2. which represents a time of reception in the receiver 5. At this point in time, the transducer 6 of FIG. 5 receives the signals which arrive from the transducer 3 over several propagation paths. Because these propagation routes have different lengths. the individual or different signals received at time 22 were sent out by 3 at different times; B. at time 23 for the signal that arrives on 6 via the direct propagation path or at line point 24 for the signal that arrives at 6 after two reflections or at time 25 for a signal that arrives at 6 after more than two reflections arrive. At time 23, the carrier going out from 8 had the frequency Fl. at time 24 the frequency F2 and at time 25 the frequency F3. When the signals received by 6 pass through the analog multiplier or the mixer 13, they leave frequency beats with the frequency of the local oscillator 16 at the time 22, ie FR. appear. Accordingly, there is a frequency beat signal from Fl FR at output 13. a second frequency beat signal F2-FR and a third at frequency F3 FR. The filter 14 is centered on the beat frequency Fl -FR, for example. Thus, only the component of the signal that corresponds to the direct transmission path or route results at the output. In this way, within the system constructed according to the invention, a separation of signals that have propagated on different propagation paths was carried out.
Der kurze Zeitraum, während dem die Frequenz gleich FO bleibt, dient dazu, ein Synchronisierungssignal über den Generator 17 und den Verstärker 10 auszusenden, wobei dieses Synchronisierungssignal in 5 empfangen wird und eine Auslösung der linearen Änderung des Ortsoszillators 16 ermöglicht.The short period during which the frequency remains the same FO is used to send a synchronization signal via the generator 17 and the amplifier 10, this synchronization signal being received in FIG. 5 and enabling the linear change of the local oscillator 16 to be triggered.
Der Oszillator 8 des Senders 1 kann durch einen »Spannungsstufen-Generator« gebildet werden, dem ein Spannungs/Frequenz-Umsetzer nachgeschaltet ist. F i g- 2 zeigt einen solchen Generator, der als erste Schaltung des Oszillators 8 verwendet werden kann.The oscillator 8 of the transmitter 1 can be formed by a "voltage level generator", the a voltage / frequency converter is connected downstream. F i g-2 shows such a generator, the first Circuit of the oscillator 8 can be used.
Die Signale des Taktgebers 12 werden auf die Klemme 26 übertragen, die über einen veränderlichen Widerstand 27 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 28 verbunden ist. der als Analog-Intcgricrglied mit hoher Zeitkonstantc geschaltet ist. Hie Reaktion des Ausgangs zum Eingang von 28 erfolgt über einen Kondensator 29. Der positive Eingang von 28 ist mit der Masse verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 28 wird über einen Potentiometer-Widerstand 30 auf den positiven Eingang eines Operationsverstärkers 3! übertragen, der als Analog-Surnmierglied mit dem Zweck eingesetzt wird, dem Ausgangssignal des Verstärkers 28 eine Gleichspannung hinzuzufügen, um die gewünschte Frequenzänderung im entsprechenden Frequenzband einzuregeln. Der Ausgang des Verstärkers 31 ist an seinem negativen Eingang über einen Reaktions- bzw. Rückkopplungs-Widerstand 32 angeschlossen. Andererseits ist der negative Eingang von 31 mit der Masse über einen Widerstand 33 und ein Spannungsteiler 34 über einen Widerstand 35 verbunden.The signals from the clock generator 12 are transmitted to the terminal 26 via a variable resistor 27 is connected to the negative input of an operational amplifier 28. as an analog integrated element is switched with a high time constantc. Here reaction the output to the input of 28 is via a capacitor 29. The positive input of 28 is connected to the ground. The output of amplifier 28 is via a potentiometer resistor 30 to the positive input of an operational amplifier 3! transferred as an analog summing element is used for the purpose of adding a DC voltage to the output signal of amplifier 28, to regulate the desired frequency change in the corresponding frequency band. The exit of amplifier 31 is at its negative input via a reaction or feedback resistor 32 connected. On the other hand, the negative input of 31 is connected to ground via one Resistor 33 and a voltage divider 34 connected via a resistor 35.
Die sägezahnförmige Änderung am Ausgang des Verstärkers 28 ergibt sich durch eine Verbindung in Abzweigschaltung am Kondensator 29 unter Anschluß eines Feldeffekttransistors. Die Klemme 26 liept normalerweise an einem Potential von - 15 Volt, und das Integrierglied 28 liefert hierbei ein Ausgangssignal, dessen Amplitude linear ansteigt. Wird der Taktgeberimpuls (Taktgeber 12) auf die Klemme 26 übertragen, so löst dieser leicht positiv wirkende Impuls den Transistor 36 aus. der sehr schnell den Kondensator 29 entlädt, indem er den Ausgang des Integriergliedes 28 auf seine Ausgangsstellung zurückführt. Der Summierwiderstand 37 verbindet den Schieber des Regelwiderstands 30 mit dem positiven Eingang des Verstärkers 31. Das Ausgangssignal des »Spannungsstufen-Generators« wird über die Klemme 38 auf die Eingangsklemme 39 des Spannungs/Frequenz-Umsetzers übertragen.The sawtooth-shaped change at the output of the amplifier 28 results from a connection in Branch circuit on the capacitor 29 with connection of a field effect transistor. The clamp 26 normally lies at a potential of - 15 volts, and the integrator 28 supplies an output signal, the amplitude of which increases linearly. Will the When the clock pulse (clock pulse generator 12) is transmitted to terminal 26, it triggers a slightly positive pulse the transistor 36 off. which very quickly discharges the capacitor 29 by the output of the integrator 28 returns to its original position. The summing resistor 37 connects the slide of the variable resistor 30 to the positive input of the amplifier 31. The output signal of the "Voltage stage generator" is connected via terminal 38 to input terminal 39 of the voltage / frequency converter transfer.
Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäß aufgebauten Systems wird die lineare Spannungsänderung fn eine lineare Frequenzänderung umgesetzt, und zwar in einem Umsetzer von der Art des in F i g. 5 gezeigten Umsetzers, der eine Kippschaltung 40 mit nachgeschaltetem Verstärker 41 und eine bistabile Kippstufe 42 umfaßt, die an den Ausgang 43 Rechtecksignale mit einer Frequenz liefert, die linear veränderlich ist.According to a particular embodiment of the system constructed according to the invention, the linear Voltage change fn implemented a linear frequency change in a converter of the type of the in FIG. 5 converter shown, which has a flip-flop 40 with a downstream amplifier 41 and comprises a bistable multivibrator 42 which supplies square-wave signals at the output 43 with a frequency which is linearly variable.
Die Kippschaltung 40 kann einen Kondensator umfassen, der innerhalb einer Schaltung eingebaut wie ein Stromgenerator arbeitet, d. h. sich entlädt und der. sobald seine Spannung einen vorher festgelegten Wert erreicht, die Sendung eines Impulses bewirkt und unmittelbar im Anschluß daran wieder aufgeladen wird. Die Ladespannung des Kondensators wird auf die Klemme 39 übertragen und davon ausgehend, daß die von der Klemme 38 ausgehende Spannung linear zunimmt, nimmt die Zeit zu, während der sich der Kondensator der Schaltung 40 gleichzeitig mit der angelegten Spannung entlädt. Demzufolge sieigt die Sendefrequenz der Impulse durch die Schaltung 40 linear an. Bei der Schaltung 41 handelt es sich um einen Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz, der Impulse mit unterschiedlicher Folge an die bistabile Kippstufe 42 liefert, die durch eine entsprechend aufgebaute Kippstufe gebildet wird (Kippstufe JK), wobei diese wechselweise von der Scbaltstellung 1 in die Schaltstellung 0 bzw. von der Stellung 0 in die Stellung 1The flip-flop 40 may include a capacitor built into a circuit how a power generator works, d. H. discharges and the. as soon as its tension is a predetermined one Value reached, causes the transmission of an impulse and immediately afterwards recharged will. The charging voltage of the capacitor is transmitted to the terminal 39 and assuming that the voltage from terminal 38 increases linearly, the time during which the The capacitor of the circuit 40 discharges simultaneously with the applied voltage. As a result, the wins Transmission frequency of the pulses by the circuit 40 linearly. The circuit 41 is one Amplifier with high input impedance that sends pulses with different sequences to the bistable multivibrator 42 supplies, which is formed by a correspondingly constructed flip-flop (flip-flop JK), this alternately from switch position 1 to switch position 0 or from position 0 to position 1
immer dann wechselt, wenn ein Impuls au! ihren Hingang gelangt. Somit ergibt sich am Ausgang von 42 ein frequenzmoduliertes Rechtecksignal.always changes when an impulse au! her departure got. This results in a frequency-modulated square-wave signal at the output of 42.
Im Empfänger 5 kann der Ortsoszillator 16 einen Aufbau aufweisen, der mit dem des Oszillators 8 vergleichbar ist, wobei davon auszugehen ist. daß das Frequenzband dieses Oszillators in der Form gewählt ist. daß sich am Ausgang des Mischers 13 eine geeignete Schwbungsfrequenz einstellt, wobei es sich bei der Ausgangsfrequenz des Oszillators 16 beispielsweise darum handelt, die Lage der Schieber der Regelwiderstände 30 und 34 (s. Darstellung in F i g. 2) zu verändern. Nach der Beschreibung des »Spannungsstufen-Generators« entsprechend F i g. 2 wird deutlich, daß jeder Taktgeberimpuls die Ausgangsfrequenz des Oszillators 8 von der maximalen Frequenz FS schnell auf die Ausgangsfrequenz FO (Initiulfrcqucn/) führt. Der Taktgeberimpuls wird ebenfalls auf den Synchronisierungssignal-Generator 17 übertragen, der zu diesem Zeitpunkt ein Synchronisieriingssignal auf den Verstärker 10 überträgt. Bei diesem Sign:1.! handelt es sich beispielsweise um eine reine Frequenz des Wertes FO. die nach Aufnahme im Fmpfängcr 5 vom Filter 18 ausgesiebt wird, dem eine logische Gleichrichterschaltung 19 nachgcschaltct ist. die wiederum auf den Oszillator 16 einen Impuls in der gleichen Form überträgt, wie der Taktgeber 12 einen Impuls auf den Oszillator 8 fuhrt, um die lineare Veränderung auszulösen.In the receiver 5, the local oscillator 16 can have a structure which is comparable to that of the oscillator 8, which is to be assumed. that the frequency band of this oscillator is chosen in the form. that a suitable beat frequency is set at the output of the mixer 13, the output frequency of the oscillator 16 being, for example, changing the position of the slider of the variable resistors 30 and 34 (see illustration in FIG. 2). According to the description of the "voltage level generator" according to FIG. 2 it becomes clear that each clock pulse leads the output frequency of the oscillator 8 from the maximum frequency FS to the output frequency FO (Initiulfrcqucn /). The clock pulse is also transmitted to the synchronization signal generator 17, which transmits a synchronization signal to the amplifier 10 at this point in time. With this sign: 1. ! it is, for example, a pure frequency of the value FO. which, after being taken up in the receiver 5, is screened out by the filter 18, which is followed by a logic rectifier circuit 19. which in turn transmits a pulse to the oscillator 16 in the same form as the clock generator 12 sends a pulse to the oscillator 8 in order to trigger the linear change.
In dem in F" i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wu-de davon ausgegangen, daß die zu übertragende Information auf die Klemme 2 übertragen wurde, die mit einem Analog Digital-Umsetzer Il verbunden ist. dessen Ausgang auf den Modulator 9 übertragen wird und dessen Betrieb aufdie Steuerung des Taktgebers 12 zurückzuführen ist. Bei diesem Fall einer Impulsmodulation kann es sich bei dem Modulator 9 um ein einfaches Analog-Gatter handeln, daß die Quell Saug-Transmittan/. eines Feldeffekttransistors dahingehend ausnutzt, die von der Schaltung 8 ausgesendete Trägerwelle abzutrennen.In the embodiment shown in FIG. 1, it was assumed that the Information was transmitted to terminal 2, which is connected to an analog-to-digital converter II. the output of which is transmitted to the modulator 9 and its operation to the control of the clock generator 12 is due. In this case of pulse modulation, the modulator 9 can be a simple analog gates act that the source suction Transmittan /. of a field effect transistor uses the carrier wave emitted by the circuit 8 to separate.
Der in F i g. 1 gezeigte F.mpfänger 5 wird in F i g. 6 näher dargestellt. Dieser umfaßt ein erstes Bandfilter 44. das die Signale des Wandlers 6 über die Klemme 45 empfängt und das eine Begrenzung des Rauschbandes gegenüber den eingesetzten Frequenzen bewirkt. Diesem ist ein Analog-Vervielfacher 46 nachgeschaltet, dessen anderer Fingang mit dem Ausgang des mit veränderlicher Frequenz arbeitenden Ortsoszillators 47 verbunden ist. Der Ausgang des Vervielfacher 46 wird auf ein Filter 48 übertragen, dessen Bandbreite in der Form eingeregelt ist. daß nur ein Schwcbunizssignal durchgelassen wird, das einer einzigen Ausbreitungsstrecke entspricht. Der Ausgang des Filters 48 wird mit einem Frequenzumsetzer 49 übertragen, dessen zweiter Eingang mit einem mit fester Frequenz arbeitenden Ortsoszillator 50 verbunden ist. Auf diese Weise kann in noch einfacherer Form die Schwebungsfrequenz einer Stör-Übertragungsstrecke ausgefiltert werden. Dem Ausgang des Frequenzumsetzers 49 ist eine Erfassungsschaltung nachgeschaltet. wobei es sich innerhalb einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäß aufgebauten übertragungssystem* um einen quadratischen Detektor 51 handelt, dem seihst wiederum eine Schweinehaltung zur Auswahl der Schaltbefehle 52 nachgeschaltet ist. Die empfangenenThe in F i g. The receiver 5 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 6th shown in more detail. This includes a first band filter 44 that receives the signals from the converter 6 via the terminal 45 receives and that causes a limitation of the noise band with respect to the frequencies used. This one is an analog multiplier 46 connected downstream, the other input with the output of the with variable frequency operating local oscillator 47 is connected. The output of the multiplier 46 is transmitted to a filter 48, the bandwidth of which is regulated in the form. that only a Schwcbunizssignal is transmitted, which corresponds to a single propagation distance. The output of filter 48 is transmitted with a frequency converter 49, whose second input is connected to a local oscillator 50 operating at a fixed frequency. To this In an even simpler way, the beat frequency of an interference transmission path can be filtered out will. A detection circuit is connected downstream of the output of the frequency converter 49. being it within a preferred embodiment of the transmission system * constructed according to the invention a square detector 51 acts, which in turn is a pig farm for the selection of Switching commands 52 is connected downstream. The received
Informatioiissignale werden über die Klemme 53 zur Verarbcitungsschallung übertragen.Information signals are sent via terminal 53 Transfer processing sound.
Oer mit veränderlicher Frequenz arbeilende Oits-(is/illator 47 wird durch die Schaltung 54 synchronisiert, die die empfangenen Synchronisicrimgssignale über 44 trennt. Ist die Schallung 54 mit einer Zcitstaffelungs- bzw. Trenn-Schaltung für die von 44 empfangenen Synchronisicrungssignale ausgerüstet, die aus Ausbreitungsslrecken unterschiedlicher Länge herrühren, so kann diese die getrennten Synchronisierungssignalc auf mehreren Ausgängen, von denen der Ausgang 55 dargestellt wurde, ausleilen. Der Ausgang 55 ist nunmehr mit einem zweiten mil veränderlicher Frequenz arbeitenden Ortsoszillator verbunden, der dem Oszillator 47 vergleichbar ist und ein Signal mit veränderlicher Frequenz an einen zweiten Vervielfacher von der Art des Typs 46 überträgt und dem wiederum eine Kette von gleichen Schaltungen in der ArI von 48. 49. 51 und 52 nachgeschaltet ist. Im Vergleich zu der in F i g. 4 dargestellten Kurve 21 hätte die Veränderung der AusgangstVequenz des zweiten mit veränderlicher Frequenz arbeitenden Ortsoszillators zeitabhängig gesehen die Lage der Kurve 56. Das Signal, das zu der Zeit entsprechend Punkt 57 empfangen wird, und die gleiche Ordinate wie der Punkt 22 von 21 aufweist und dessen Schwebungsfrequon/ gleich Fl /-'R ist. entspricht dem Signal, das in 1 zum Zeitpunkt 23 ausgesendet wird und das der zweiten Ausbreitungsstrecke gefolgt ist. Hieraus ist demnach zu ersehen, daß mit einem Filter in der Art von 48 am Ausgang des zweiten Vervielfachers die Signale der zweiten Ausbreitungsstrecke ausgefiltert werden können.Oer working with variable frequency Oits- (is / illator 47 is synchronized by the circuit 54, which the received Synchronisicrimgssignale over 44 separates. Is the shuttering 54 with a Zcitstaffelungs- or isolating circuit for the synchronization signals received from 44, originating from propagation paths of different lengths, this can use the separate synchronization signals on several exits, of which exit 55 was represented. Of the Output 55 is now connected to a second local oscillator operating at a variable frequency, which is comparable to the oscillator 47 and a signal with a variable frequency to a second Multipliers of the type 46 transmits and that in turn is a chain of like circuits in the ArI of 48, 49, 51 and 52 is connected downstream. in the Compared to that in FIG. 4 would have shown the change in the output sequence of the curve 21 Second local oscillator operating at a variable frequency, viewed as a function of time, the position of curve 56. The signal received at the time corresponding to point 57 and the same ordinate as that Point 22 of 21 and its beat frequency / is equal to Fl / - 'R. corresponds to the signal, which is transmitted in FIG. 1 at time 23 and which has followed the second propagation path. From this is thus it can be seen that with a filter like 48 at the output of the second multiplier the Signals of the second propagation path can be filtered out.
Das vom Generator 17 erzeugte Synchronisieriingssignal kann ein Signal mit reiner Frequenz darstellen, ferner ein Signal mit Impulskompression bei Empfang, ein zufällig kodiertes Signal oder ganz allgemein jedes herkömmliche Synchronisierungssignal.The synchronization signal generated by the generator 17 can represent a signal with a pure frequency, also a signal with pulse compression on reception, a randomly coded signal or in general any conventional sync signal.
Wie bereits erwähnt, besteht die Möglichkeit, im Sender 1 mehrere Oszillatoren 8 vorzusehen, deren Frequenzen parallel verlaufenden Änderungen unterworfen sind, wobei die Trennung zwischen jeder Mindestfrequenz der Änderung ausreicht, um keinerlei Interferenzen auftreten zu lassen. Der Empfänger 5 ist selbstverständlich mit der gleichen Zahl von Empfangskanälen wie Oszillatoren 8 ausgerüstet. Eine in dieser Form gewählte Anordnung ermöglicht eine Parallelübertragung von Informationen auf jedem Übertragungskanal und insbesondere von Digitalinformationen, von denen jedes Zustandspaar einem Kanal entspricht.As already mentioned, the Transmitter 1 to provide several oscillators 8, the frequencies of which are subject to parallel changes where the separation between any minimum frequency of change is sufficient to avoid any To allow interference to occur. The receiver 5 is of course with the same number of receiving channels Equipped as oscillators 8. An arrangement selected in this way enables one Parallel transmission of information on every transmission channel and in particular of digital information, each of which corresponds to a channel.
!m oben beschriebenen Beispiel wurde zwar von einer Impulsmodulation des Trägers ausgegangen, wobei jedoch das erfindungsgemäß aufgebaute System nicht auf diesen Modulationstyp beschränkt bleibt.In the example described above, it was assumed that the carrier was impulse modulated, however, the system constructed according to the invention is not restricted to this type of modulation.
Somit kann in gleicher Weise eine analoge Amplitudenmodulation eingesetzt werden. Darüber hinaus ist das System nicht auf die Amplitudenmodulation beschränkt, sondern eignet sich für jeden Typ von Winkelmodulation und insbesondere für die auf zwei Schaltzuständen beruhende Phasenmodulation. Unabhängig von der jeweils eingesetzten Modulation muß die Bandbreite des modulierten Trägers unterhalb einer bestimmten Grenze bleiben, die von den Abständen zwischen den Längen benachbarter Ausbreitunasstrecken abhänat.Analog amplitude modulation can thus be used in the same way. Furthermore the system is not limited to amplitude modulation, but is suitable for any type of Angle modulation and especially for phase modulation based on two switching states. Independent of the modulation used in each case, the bandwidth of the modulated carrier must be below remain a certain limit, that of the distances between the lengths of adjacent stretches of expansion depends.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |